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計算機網(wǎng)絡應用技術,第3章 計算機網(wǎng)絡體系結構,本章要點,,,,,掌握OSI參考模型的結構和各層功能。,了解網(wǎng)絡體系結構分類、功能特點。,,,掌握TCP/IP體系結構的層次和功能。,,,掌握IP地址管理和子網(wǎng)劃分的方法。,本章內容,3.1 基本概念 3.2 OSI模型 3.3 TCP/IP模型 3.4 IP地址管理和子網(wǎng)劃分 3.5 IEEE802局域網(wǎng)參考標準,,基本概念,,,3. 1,,,協(xié)議的分層結構,2,,,選擇通信協(xié)議的原則,3,,,接口和服務,4,,5,,數(shù)據(jù)單元,,6,,網(wǎng)絡體系結構,,,,,,3. 1,基本概念,沒有協(xié)議就沒有網(wǎng)絡，每一種計算機網(wǎng)絡都有 一套協(xié)議支持著。由于計算機網(wǎng)絡的種類多，所以 協(xié)議的種類也很多。 所有協(xié)議的目的和功能是一樣的，都是保證網(wǎng) 絡上的信息能暢通無阻、準確無誤地傳輸?shù)侥康牡亍?網(wǎng)絡協(xié)議的重要性：,1.網(wǎng)絡協(xié)議,,,,,,3. 1,基本概念,什么是網(wǎng)絡協(xié)議？,,網(wǎng)絡協(xié)議就是使計算機網(wǎng)絡能協(xié)同工作實現(xiàn)信息 交換和資源共享必須遵循某種互相都能接受的規(guī)則、 標準或約定。,,網(wǎng)絡協(xié)議的3要素：語法、語義和同步,,,,3. 1,基本概念,語法（Syntax）:規(guī)定通信雙方“如何講”， 確定數(shù)據(jù)與控制信息的結構、格式、信號電平等， 一般以二進制形式表示。 語義（Semantics）:規(guī)定通信雙方“講什么”， 確定協(xié)議元素的種類，即需要發(fā)出何種控制信息， 完成何種動作及做出何種應答。 同步（Timing）:包括速度匹配和排序等， 即事件實現(xiàn)順序的詳細說明。,,（1）協(xié)議分層結構 協(xié)議分層結構的思想是用一個模塊的集合來完成 不同的通信功能，以簡化設計的復雜性。大多數(shù)的 網(wǎng)絡都按照層或級的方式來組織，每一層完成特定 的功能，每一層都建立在它的下層之上。,,,,3. 1,基本概念,2. 協(xié)議的分層結構,,（2）層次結構的優(yōu)點,◆ 各層之間相互獨立，復雜程度下降。 ◆ 結構上可分隔開:各層都可以采用最合適的 技術來實現(xiàn)。 ◆ 易于實現(xiàn)和維護:系統(tǒng)已被分解為若干個相 對獨立的子系統(tǒng)。 ◆ 靈活性好:一層發(fā)生變化其他各層不受影響 ◆ 能促進標準化工作:每一層的功能及所提供的 服務都有精確的說明。,3. 選擇通信協(xié)議的原則,,?所選擇的協(xié)議要與網(wǎng)絡結構和功能相一致。 ?除特殊情況外，一個網(wǎng)絡應該盡量只選擇一種 通信協(xié)議。 ?每個版本的協(xié)議都有它最適合的網(wǎng)絡環(huán)境。 ?兩臺實現(xiàn)互連的計算機之間進行通信，它們使 用的通信協(xié)議必須相同。,4. 接口和服務,每一層中活動的元素稱為實體。可以是軟件，如進程，也可以是硬件，如芯片等。,不同機器上位于同一層次、完成相同功能的實體。,正是通過接口和服務將各層的協(xié)議連接為整體，完成 網(wǎng)絡通信的全部功能。,,在網(wǎng)絡分層結構模型中，每一層為相鄰的上一層所提供的功能稱為服務。,服務是通過接口完成，在同一系統(tǒng)中相鄰兩層的實體進行交互的地方,通常稱為服務訪問點SAP（Service Access Point）。每個SAP都有個標識，稱為端口（Port）或套接字。,5. 數(shù)據(jù)單元,上下層實體之間交換的數(shù)據(jù)傳輸單元稱為數(shù)據(jù)單 元，數(shù)據(jù)單元分三種。,協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）,協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Protocol Data Unit）是在不同系統(tǒng)的對等層實體之間根據(jù)協(xié)議所交換的數(shù)據(jù)單位。n層的PDU通常表示為（n）PDU。,協(xié)議數(shù)據(jù)單元包括該層用戶數(shù)據(jù)和該層的協(xié)議 控制信息（PCI，Protocol Control Information）,接口數(shù)據(jù)單元（IDU）,接口數(shù)據(jù)單元（IDU）由兩部分組成：一部分是經(jīng)過層間接口的PDU本身，另一部分是接口控制信息（ICI，Interface Control Information）。ICI是對PDU怎樣通過接口的說明，僅PDU通過接口是有用。,接口數(shù)據(jù)單元（Interface Data Unit）是在同一 系統(tǒng)的相鄰兩層實體通過接口所交換的數(shù)據(jù)單元。,服務數(shù)據(jù)單元（SDU）,服務數(shù)據(jù)單元（Service Data Unit）是為了實現(xiàn)上一層實體請求的功能，下層實體服務所需設置的數(shù)據(jù)單元。 一個服務數(shù)據(jù)單元就是一個服務所要傳送的邏輯數(shù)據(jù)單位。,,6.網(wǎng)絡體系結構,網(wǎng)絡體系結構的概念,計算機網(wǎng)絡各層、對等進程通信的協(xié)議的集合稱為計算機網(wǎng)絡的體系結構(architecture)，它是計算機網(wǎng)絡及其部件所應完成功能的比較精確的定義。從功能的角度描述計算機網(wǎng)絡的結構。 體系結構只定義網(wǎng)絡及其部件通過協(xié)議應當完成的功能，不定義協(xié)議的實現(xiàn)細節(jié)和各層協(xié)議之間的接口關系。,網(wǎng)絡體系結構的功能,1、連接源節(jié)點和目的節(jié)點的物理傳輸線路，可以經(jīng)過中間節(jié)點。 2、每條線路兩端的節(jié)點應當進行二進制通信。 3、保證無差錯的信息傳送。 4、多個用戶共享一條物理線路。 5、路由選擇。,網(wǎng)絡體系結構的特點,1、以功能作為劃分層次的基礎。 2、第N層的實體在實現(xiàn)自身定義的功能時，只能使用第N-1層提供的服務。 3、第N層在向第N+1層提供的服務時，所提供的服務不僅包含第N層本身的功能，還包含由下層服務提供的功能。,網(wǎng)絡體系結構的種類,網(wǎng)絡體系結構分為開放式和專用網(wǎng)絡體系結構兩種。 ISO的OSI/RM 美國國防部的TCP/IP IBM的SNA DEC的DNA,,小結,